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基于SVA的AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核功能驗(yàn)證

2020年電子技術(shù)應(yīng)用第7期

閻芳1，2，3，李翔2，3，徐雙平2，3，范毓洋1，2，3，田毅1，2，3

1.中國民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300； 2.中國民航大學(xué) 民航航空器適航審定技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300；3.中國民航大學(xué) 適航學(xué)院，天津300300

摘要： 近年來，機(jī)載SoC設(shè)計(jì)復(fù)雜度的不斷提升使得集成IP核的應(yīng)用越來越廣泛，如何高效和準(zhǔn)確地對IP核進(jìn)行功能驗(yàn)證成為目前航空領(lǐng)域的實(shí)際需求。采用SVA對AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核搭建層次化驗(yàn)證平臺，將斷言與待測設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)處進(jìn)行綁定，并在驗(yàn)證平臺中插入斷言對測試激勵的時序性和完整性進(jìn)行檢查，通過覆蓋率統(tǒng)計(jì)評估驗(yàn)證的完整性。測試結(jié)果表明，采用SVA的驗(yàn)證平臺可以在需要檢查的功能點(diǎn)發(fā)生錯誤時更快、更清晰地定位出錯誤源，提高了對機(jī)載SoC中IP核功能驗(yàn)證的高效性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞： SVA 功能驗(yàn)證 IP核 AFDX

中圖分類號： TP393
文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191349
中文引用格式： 閻芳，李翔，徐雙平，等. 基于SVA的AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核功能驗(yàn)證[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2020，46(7)：70-73，77.
英文引用格式： Yan Fang，Li Xiang，Xu Shuangping，et al. Function verification of AFDX network MAC IP core based on SVA[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(7)：70-73，77.

Function verification of AFDX network MAC IP core based on SVA

Yan Fang1，2，3，Li Xiang2，3，Xu Shuangping2，3，F(xiàn)an Yuyang1，2，3，Tian Yi1，2，3

1.Civil Aircraft Airworthiness and Repair Key Laboratory of Tianjin，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China； 2.Key Laboratory of Civil Aircraft Airworthiness Technology，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300,China； 3.College of Airworthiness，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China

Abstract： In recent years, with the increasing complexity of airborne SoC design, the application of integrated IP core has become more and more extensive. Therefore, how to effectively and accurately verify the functions of IP core has become a practical requirement in the aviation field. SVA was used to build a hierarchical verification platform for MAC IP core of AFDX network. Binding the assertions to the key points in the design under tested and inserting assertions into the verification platform could check the timing and integrity of test excitation. Then, coverage statistics were used to assess the completeness of the validation. The test results showed that the verification platform using SVA could locate the error source faster and more clearly when the error occurred at the function point that needed to be checked. That improved the efficiency and accuracy of IP core function verification in airborne SoC.

Key words : SVA；functional verification；IP core；AFDX

0 引言

機(jī)載電子系統(tǒng)對信息傳輸能力和實(shí)時通信性能的需求不斷提高，機(jī)載SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度也隨之不斷提高，在設(shè)計(jì)中集成IP核能夠減少設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高工作效率^[1]。近年來對AFDX網(wǎng)絡(luò)的研究多在系統(tǒng)級測試上^[2-3]，但是當(dāng)機(jī)載電子硬件出現(xiàn)問題時無法及時地定位出故障點(diǎn)，根據(jù)DO-254的要求，驗(yàn)證機(jī)載SoC設(shè)計(jì)的符合性是機(jī)載電子硬件研制過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，而如何高效和準(zhǔn)確地對機(jī)載SoC中的IP核進(jìn)行功能驗(yàn)證成為目前機(jī)載SoC驗(yàn)證的關(guān)鍵問題^[4]。

文獻(xiàn)[5]機(jī)載IP軟核的適航符合性驗(yàn)證方法研究，采用SystemVerilog語言搭建約束隨機(jī)驗(yàn)證平臺對PCI總線接口IP核進(jìn)行驗(yàn)證，通過代碼覆蓋率及功能覆蓋率數(shù)據(jù)完成功能驗(yàn)證。該驗(yàn)證平臺只進(jìn)行了定向測試，并未進(jìn)行健壯性組合測試，隨著機(jī)載SoC設(shè)計(jì)復(fù)雜度越來越高，驗(yàn)證平臺承擔(dān)的任務(wù)越來越多，而且驗(yàn)證平臺中發(fā)生器產(chǎn)生測試激勵的時序性無法保證，不能直接用于AFDX網(wǎng)絡(luò)MAC IP核的功能驗(yàn)證。文獻(xiàn)[6]基于斷言的Compact_PCI總線IP核功能驗(yàn)證，提出一種基于斷言的監(jiān)視器組件設(shè)計(jì)方法，將IP核接口信號時序的斷言、覆蓋率統(tǒng)計(jì)的斷言封裝為監(jiān)視器組件，但是其并未設(shè)計(jì)參考模型，缺乏硬件模擬的任務(wù)，缺少了驗(yàn)證的整體檢查。文獻(xiàn)[7]基于斷言的形式化驗(yàn)證與UVM的綜合應(yīng)用中，使用基于斷言的UVM驗(yàn)證方法對待測設(shè)計(jì)DUT進(jìn)行驗(yàn)證，采用將斷言模塊與設(shè)計(jì)綁定方式的黑盒驗(yàn)證，但是黑盒驗(yàn)證測試失敗時無法更深層次地定位問題，所以采用灰盒驗(yàn)證的方式將監(jiān)視器、斷言、參考模型一同用來完善驗(yàn)證。

本文采用搭建基于SVA的層次化驗(yàn)證平臺對AFDX網(wǎng)絡(luò)的MAC IP核進(jìn)行功能驗(yàn)證，在驗(yàn)證平臺中的生成器和驅(qū)動器插入斷言來保證測試激勵的時序性和順序性，在DUT接口處和內(nèi)部關(guān)鍵點(diǎn)處插入斷言來保證數(shù)據(jù)的完整性，將這些斷言封裝成斷言IP放在驗(yàn)證環(huán)境中，提高了驗(yàn)證的可觀測性，并且在覆蓋率達(dá)不到要求時能夠快速地找出設(shè)計(jì)中的功能缺陷點(diǎn)。通過在生成器中對健壯性測試進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，提高了驗(yàn)證平臺的可重用性，縮短了驗(yàn)證周期，提高了驗(yàn)證效率。

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作者信息:

閻芳1，2，3，李翔2，3，徐雙平2，3，范毓洋1，2，3，田毅1，2，3

(1.中國民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300；

2.中國民航大學(xué) 民航航空器適航審定技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300300；3.中國民航大學(xué) 適航學(xué)院，天津300300)

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